專利名稱：快速元件附著方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種將電子元件結(jié)合于陶瓷散熱體的快速元件附著方法，尤指一種適于應(yīng)用在將作動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生熱能的電子元件如LED芯片或類似結(jié)構(gòu)結(jié)合于陶瓷散熱體的快速元件附著方法。
背景技術(shù)：
一般印刷電路板生產(chǎn)工藝所用的回焊爐是采用多個(gè)溫區(qū)的加熱系統(tǒng)，所有貼片元件安裝完成后，將進(jìn)入回焊爐。回焊爐是采用分為多個(gè)溫區(qū)的加熱系統(tǒng)，由于焊錫膏以多種材質(zhì)構(gòu)成，溫度的不同將引起錫膏狀態(tài)的改變。在高溫區(qū)時(shí)焊錫膏變成液化狀態(tài)，貼片式元件容易與電路板焊接結(jié)合；進(jìn)入較冷溫區(qū)后，焊錫膏變成固體狀態(tài)，將元件引腳和電路板牢牢連接來(lái)?；睾笭t的種類大致上區(qū)分為熱風(fēng)式回焊爐、氮?dú)饣睾笭t、激光(laser)回焊爐與紅外線回焊爐等。以紅外線回焊爐為例說(shuō)明，輻射體溫度約600 2200°C，一般錫膏的熔點(diǎn)在200 250°C，因此回焊爐加溫都采用輻射及對(duì)流加溫方式以避免碰觸到電路板與貼片式元件，回焊爐雖然方便將貼片式元件焊合于電路板上，但如果本身電路基材是具有熱傳功能的散熱體，那么本身就要求具備快速散熱能力，因此會(huì)造成回焊爐無(wú)法運(yùn)用輻射及對(duì)流的加熱方式讓錫膏溫度的快速升降的矛盾現(xiàn)象，也就是需要長(zhǎng)時(shí)間才能讓溫度升到錫膏熔解溫度更無(wú)法在錫膏熔解后利用冷空氣快速降溫。由于一般貼片式元件無(wú)法承受長(zhǎng)時(shí)間的高溫環(huán)境，如圖7所示圖7表示一般LED貼片式元件的回焊要求條件,說(shuō)明回焊爐(Pre-heating)預(yù)熱溫度建議180 200°C，最長(zhǎng)時(shí)間為120秒，而且超過(guò)220°C時(shí)的最長(zhǎng)時(shí)間不得超過(guò)60秒，如果不能配合貼片式元件的加工要求條件，將會(huì)破壞元件功能甚至燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人有鑒于上述的缺失，期能提供一種將電子元件結(jié)合于陶瓷散熱體表面的快速元件附著方法，乃潛心研思、設(shè)計(jì)組制，以提供消費(fèi)大眾使用，為本發(fā)明所欲研創(chuàng)的創(chuàng)作動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的主要目的，在提供一種將電子元件結(jié)合于散熱基材表面的快速元件附著方法。本發(fā)明的次要目的，在提供一種于結(jié)合過(guò)程不會(huì)破壞電子元件的快速元件附著方法。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明快速元件附著方法，包括下列步驟a、利用印刷、噴涂、轉(zhuǎn)印方式于散熱基材表面形成可焊錫性金屬膠層；b、透過(guò)燒烤、固化可焊錫性金屬膠層使散熱基材表面形成所需電路；C、于所需電路上涂布錫膏與放置相關(guān)SMD表面黏著元件；d、將表面放置有相關(guān)SMD表面黏著兀件的散熱基材置于內(nèi)裝有液態(tài)金屬的加熱爐中，令散熱基材局部浸泡于液態(tài)金屬中，借散熱基材將液態(tài)金屬的熱能傳導(dǎo)至錫膏上，利用傳導(dǎo)熱的溫度令錫膏熔解，使相關(guān)SMD表面黏著元件結(jié)合于電路；以及e、將結(jié)合有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材移經(jīng)數(shù)道冷卻爐中降溫。如上所述的快速元件附著方法，步驟a散熱基材為以電氣絕緣的陶瓷基材或涂布有絕緣模層的金屬散熱基材。如上所述的快速元件附著方法，陶瓷基材為導(dǎo)熱陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷其中任一種。如上所述的快速元件附著方法，步驟a可焊錫性金屬膠層為可焊錫性銅膏(漿)或可焊錫性銀膏(漿)。如上所述的快速元件附著方法，步驟a印刷方式為網(wǎng)板印刷或鋼板印刷。如上所述的快速元件 附著方法，步驟c相關(guān)SMD表面黏著元件為L(zhǎng)ED芯片、功率晶體管或IC集成電路其中任一種。如上所述的快速元件附著方法，步驟e數(shù)道冷卻爐為由高溫冷卻、高中溫冷卻、中溫冷卻至低溫冷卻呈漸減溫度冷卻，其中，高溫為攝氏230度 350度，中溫為攝氏90度 100度，低溫為攝氏20度 30度。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)是:1、直接于陶瓷散熱體表面形成所需電路，無(wú)需另外結(jié)合電路板，有效防止電路板與其上電子元件受高溫?fù)p壞。2、利用陶瓷散熱體快速導(dǎo)熱、散熱等優(yōu)點(diǎn)，將陶瓷散熱體局部浸泡于錫爐中，進(jìn)一步將錫爐中的熱能傳導(dǎo)至陶瓷散熱體表面，令電子元件透過(guò)此熱能而結(jié)合于陶瓷散熱體表面的電路。3、陶瓷散熱體完成電子元件結(jié)合后，進(jìn)行多階段的冷卻作業(yè)，防止陶瓷散熱體因急速冷卻而損毀。


圖1本發(fā)明的制造流程方塊圖。圖2本發(fā)明陶瓷散熱體的俯視圖，顯示頂面形成電路。圖3本發(fā)明陶瓷散熱體的俯視圖，顯示頂面電路結(jié)合發(fā)光元件。圖4本發(fā)明實(shí)施例的制作流程圖，顯示陶瓷散熱體完成電子元件的結(jié)合后，進(jìn)行多階段冷卻。圖5本發(fā)明實(shí)施例的立體外觀圖。圖6本發(fā)明實(shí)施例的元件分解圖。圖7為一般LED貼片式元件的回焊要求條件圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明a、利用印刷、噴涂、轉(zhuǎn)印等方式于散熱基材表面形成可焊錫性金屬膠層。b、透過(guò)燒烤、固化可焊錫性金屬膠層使散熱基材表面形成所需電路。C、于所需電路上涂布錫膏與放置相關(guān)SMD表面黏著元件。d、將表面放置有相關(guān)SMD表面黏著兀件的散熱基材置于內(nèi)裝有液態(tài)金屬的加熱爐中，令散熱基材局部浸泡于液態(tài)金屬中，借散熱基材將液態(tài)金屬的熱能傳導(dǎo)至錫膏上，利用傳導(dǎo)熱的溫度令錫膏熔解，使相關(guān)SMD表面黏著元件結(jié)合于電路。e、將結(jié)合有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材移經(jīng)數(shù)道冷卻爐中降溫。11、散熱基材12、電路13、加熱爐131、液態(tài)金屬14、發(fā)光二極管15、高溫冷卻爐16、高中溫冷卻爐17、中溫冷卻爐18、低溫冷卻爐19、透光蓋20、燈座接頭
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明快速元件附著方法，包含下列步驟a、利用印刷、噴涂、轉(zhuǎn)印方式于散熱基材表面形成可焊錫性金屬膠層；b、透過(guò)燒烤、固化可焊錫性金屬膠層使散熱基材表面形成所需電路；C、于所需電路上涂布錫膏與放置相關(guān)SMD表面黏著元件；d、將表面放置有相關(guān)SMD表面黏著兀件的散熱基材置于內(nèi)裝有液態(tài)金屬的加熱爐中，令散熱基材局部浸泡于液態(tài)金屬中，借散熱基材將液態(tài)金屬的熱能傳導(dǎo)至錫膏上，利用傳導(dǎo)熱的溫度令錫膏熔解，使相關(guān)SMD表面黏著元件結(jié)合于電路；以及e、將結(jié)合有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材移經(jīng)數(shù)道冷卻爐中降溫。步驟a散熱基材為以電氣絕緣的陶瓷基材，或涂布有絕緣模層的金屬散熱基材，陶瓷基材為導(dǎo)熱陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷其中任一種；可焊錫性金屬膠層為可焊錫性銅膏(漿)或可焊錫性銀膏(漿)；印刷的方式為網(wǎng)板印刷、鋼板印刷、噴涂或轉(zhuǎn)印其中任一種方式。請(qǐng)參照?qǐng)D2，透過(guò)印刷、噴涂或轉(zhuǎn)印將可焊錫性金屬膠層形成于散熱基材11頂面，以100至300度的溫度燒烤、固化形成電路12，再于電路12上涂布錫膏與放置相關(guān)SMD表面黏著元件，本實(shí)施例的相關(guān)SMD表面黏著元件以發(fā)光二極管14為例說(shuō)明，后將頂面放置有發(fā)光二極管14的散熱基材11置于內(nèi)部具有液態(tài)金屬131的加熱爐13中，使散熱基材11局部浸泡于液態(tài)金屬131中，透過(guò)散熱基材11以將液態(tài)金屬131的熱能傳導(dǎo)至頂面的電路12，此時(shí)，發(fā)光二極管14則可透過(guò)焊錫結(jié)合于電路12，如圖3所示。當(dāng)散熱基材11完成結(jié)合發(fā)光二極管14后，將散熱基材11移出加熱爐13并移至高溫冷卻爐15，冷卻一段時(shí)間后再移至高中溫冷卻爐16，冷卻一段時(shí)間后再移至中溫冷卻爐17，冷卻一段時(shí)間后再移至低溫冷卻爐18，請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，以循序漸進(jìn)的方式冷卻散熱基材11，使散熱基材11不致因急速冷卻而淬化、損壞。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5、6，經(jīng)上述緩降溫冷卻的散熱基材11頂面的電路12另透過(guò)二導(dǎo)線拉設(shè)于散熱基材11的內(nèi)部，散熱基材11的底部再與燈座接頭20結(jié)合，二導(dǎo)線并與燈座接頭20連接；然后，散熱基材11頂面的電路12并結(jié)合一透光罩19，借此當(dāng)燈座接頭20與燈座結(jié)合，發(fā)光二極管14接收電力發(fā)光時(shí)，發(fā)光二極管14所生的熱能則經(jīng)由散熱基材11所逸散者。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例方式，并非用以限制本發(fā)明的權(quán)利范圍，任何本領(lǐng)域的通常知識(shí)者，在參酌本發(fā)明如上揭露的技術(shù)說(shuō)明后，所進(jìn)行不背離本發(fā)明技術(shù)精神的改寫、修飾，或舉凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等設(shè)計(jì)變化，均應(yīng)為本案的技術(shù)所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種快速元件附著方法，其特征在于，包括下列步驟: a、利用印刷、噴涂或轉(zhuǎn)印方式于散熱基材表面形成可焊錫性金屬膠層； b、透過(guò)燒烤固化可焊錫性金屬膠層使散熱基材表面形成所需電路； C、于所需電路上涂布錫膏并放置SMD表面黏著元件； d、將表面放置有SMD表面黏著兀件的散熱基材置于內(nèi)裝有液態(tài)金屬的加熱爐中，令散熱基材局部浸泡于液態(tài)金屬中，借助散熱基材將液態(tài)金屬的熱能傳導(dǎo)至錫膏上，并利用傳導(dǎo)熱的溫度令錫膏熔解，使SMD表面黏著元件結(jié)合于電路；以及· e、將結(jié)合有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材移經(jīng)數(shù)道冷卻爐中降溫。
2.如權(quán)利要求1所述的快速元件附著方法，其特征在于，步驟a中的散熱基材為呈電氣絕緣的陶瓷基材或涂布有絕緣模層的金屬散熱基材。
3.如權(quán)利要求2所述的快速元件附著方法，其特征在于，陶瓷基材為導(dǎo)熱陶瓷、多孔陶瓷或石墨陶瓷中的任意一種。
4.如權(quán)利要求1所述的快速元件附著方法，其特征在于，步驟a中的可焊錫性金屬膠層為可焊錫性銅膏、可焊錫性銅漿、可焊錫性銀膏或可焊錫性銀漿中的任意一種。
5.如權(quán)利要求1所述的快速元件附著方法，其特征在于，步驟a中的印刷方式為網(wǎng)板印刷方式或鋼板印刷方式。
6.如權(quán)利要求1所述的快速元件附著方法，其特征在于，步驟c中的SMD表面黏著元件為L(zhǎng)ED芯片、功率晶體管或IC集成電路中的任意一種。
7.如權(quán)利要求1所述的快速元件附著方法，其特征在于，步驟e中的數(shù)道冷卻爐為由高溫冷卻、高中溫冷卻、中溫冷卻至低溫冷卻呈漸減溫度冷卻爐，其中，高溫為攝氏230度 350度，中溫為攝氏90度 100度，低溫為攝氏20度 30度。
全文摘要
一種快速元件附著方法，包括下列步驟a、利用印刷、噴涂、轉(zhuǎn)印方式于散熱基材表面形成可焊錫性金屬膠層；b、透過(guò)燒烤、固化可焊錫性金屬膠層使散熱基材表面形成所需電路；c、于所需電路上涂布錫膏與放置相關(guān)SMD表面黏著元件；d、將表面放置有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材置于內(nèi)裝有液態(tài)金屬的加熱爐中，令散熱基材局部浸泡于液態(tài)金屬中，借散熱基材將液態(tài)金屬的熱能傳導(dǎo)至錫膏上，利用傳導(dǎo)熱的溫度令錫膏熔解，使相關(guān)SMD表面黏著元件結(jié)合于電路；以及e、將結(jié)合有相關(guān)SMD表面黏著元件的散熱基材移經(jīng)數(shù)道冷卻爐中降溫；借上述步驟，以得到快速將電路印制于陶瓷散熱體表面且同步結(jié)合電子元件的工法。
文檔編號(hào)H01L21/60GK103079359SQ201110328918
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者林禮裕 申請(qǐng)人:臺(tái)灣利他股份有限公司